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Instrumentatie en onderhoud
Een vak apart
version française
Inspecteren, kalibreren en onderhouden van hoogtechnologische meetapparatuur.
Het klinkt misschien eenvoudig, maar dat is het niet, en het is zeker niet voor
iedereen weggelegd. Het is specialistenwerk, want de metrologische specificaties
van een meetinstrument, geïnstalleerd op een fabricatieproces vragen om een
voorafgaande evaluatie van de risico’s die verbonden zijn met onder andere de
werkingcondities, met de gevolgen op de kwaliteit van het eindproduct, met de
gebruikte meetmiddelen, enz.
“De prestaties van een veldmeetinstrument en zijn vermogen om correct en
reproduceerbaar te werken, in bijvoorbeeld een procesomgeving, zijn cruciaal en
onmiddellijk verbonden met de kwaliteitscontrole en het rendement van een
productie-eenheid. Daarom is het noodzakelijk om de instrumenten regelmatig te
controleren, te bevestigen, te kalibreren en/of te inspecteren en aansluitend
bij te stellen in een kwaliteitsgecontroleerde omgeving,” aldus Geert Van
denberghe, Service & Quality Manager bij Endress+Hauser.
Meten met absolute zekerheid
In steeds toenemende mate worden bij bedrijven kwaliteitsnormen ingevoerd.
Dat impliceert vaak dat er richtlijnen worden vastlegd met betrekking tot
onderhoud en regelmatige controle van de meetapparatuur, ten einde de kwaliteit
van de meetresultaten te verhogen. Voor effectieve keuringen van bijvoorbeeld
grondstoffen, halffabrikaten en eindproducten is gekalibreerde meetapparatuur
nodig. Alleen met die apparatuur weet men zeker dat metingen binnen de gewenste
of geëiste toleranties worden uitgevoerd. Geert Van denberghe: “Kalibreren is
vaststellen in hoeverre een meetmiddel afwijkt van een bepaalde standaard. Dat
maakt het mogelijk om te bepalen hoe betrouwbaar de meetgegevens zijn. In veel
bedrijven ziet men immers dat instrumenten over-gekalibreerd zijn of worden. Dat
is niet alleen een verlies van tijd en geld, het verhoogt eveneens het risico op
fouten en beschadigingen. Wij beschikken over meer dan 50 jaar ervaring als
constructeur van industriële instrumentatie en voeren eveneens kalibraties, net
als periodiek onderhoud en inspectie, uit op instrumenten van andere
leveranciers. In de praktijk ziet men immers dat, om uiteenlopende redenen,
apparatuur van verschillende leveranciers samen gebruikt worden. In dergelijk
geval is het voor de klant vaak interessant om slechts over één aanspreekpartner
te beschikken die de verantwoordelijkheid op zich neemt voor de volledige
instrumentatie. De definitie van de maximaal toegelaten afwijking en het
gekalibreerde meetbereik hangen af van factoren zoals de grootte van het
meetbereik of de meetwaarde van het instrument, de meetonzekerheid opgegeven
door de constructeur en de voorwaarden gesteld door de kwaliteit van het
eindproduct. Een instrument wordt, onder normale omstandigheden, altijd over
zijn volledig meetbereik gekalibreerd zodat het binnen de specificaties van de
constructeur valt. Wanneer een instrument echter wordt ingezet voor het meten of
regelen van een proces binnen een kleiner bereik dan is het aangewezen het
instrument ook voor dit bereik te gaan kalibreren. Door de methode van het
reduceren van het gekalibreerde bereik te gebruiken kan tijd bespaard worden op
de kalibratie indien deze voordien nog over het volledige meetbereik werd
uitgevoerd.”
Kalibratie-intervallen en procedures
Bij kalibratie-activiteiten is het vastleggen van de juiste
kalibratie-intervallen niet altijd zo’n eenvoudige opgave. Veelvuldig worden
vragen gesteld naar de vereiste intervallen voor (her-)kalibratie van meet- en
keuringsinstrumenten. Op deze vraag kan men geen eenduidig antwoord geven, omdat
een kalibratie steeds een momentopname is en van verschillende factoren afhangt
zoals, de meetgrootheid, de toegelaten afwijking (tolerantie), de toepassing van
de meet- en keuringsinstrumenten, de stabiliteit van het instrument, de
benodigde meetnauwkeurigheid, de kwaliteitseisen, de omgevingsfactoren, … Geert
Van denberghe: “Dit alles betekent dat de tijd tussen twee kalibraties
afhankelijk is van de gebruiker en de toepassing. Het interval moet dus
individueel bepaald en vastgelegd worden. Bij nieuwe meetinstrumenten kan
gestart worden volgens de voorschriften van de constructeur. Het interval voor
de daaropvolgende kalibratie kan dan stapsgewijze verlengd of verkort worden op
basis van de kalibratiegegevens. De gebruiker dient te bepalen of het
noodzakelijk is om de instrumenten periodiek te herkalibreren en/of een
regelmatig nazicht voor niet-kritische instrumenten in het kader van een
preventieve onderhoudsbeurt voldoende is. Als algemene aanbeveling geldt dat
alle machines en werktuigen die in een productieproces ingezet worden, na een
gedefinieerde interval getest moeten worden.” Testen en kalibreren wordt
dikwijls, op het eerste gezicht, enkel als een (onnodige) belasting of
kostenfactor bekeken. Deze mening verandert meestal radicaal wanneer de
producent voor zijn producten moet opkomen. In vergelijking met eventuele
dreigende schadeclaims zijn de kosten voor een zorgvuldige keuring en kalibratie
eerder marginaal en hierdoor zeker een zeer kostenefficiënte investering. Dit
betekent dat bedrijven die competitief op de markt willen blijven en bovendien
zich de bestaande klanttevredenheid willen verzekeren, een kwalitatief
hoogstaande keuring van de gereedschappen en kalibratie van hun meetinstrumenten
moeten toepassen. Geert Van denberghe: “Alle kalibraties, inspecties en nazicht
ter plaatse dienen uitgevoerd te worden volgens op schrift gestelde procedures,
zijnde deze van de constructeur of eigen goedgekeurde procedures. In functie van
de competentie van de personen die de kalibratie uitvoeren zal het noodzakelijk
zijn om in de procedures de kalibratiemethode meer of minder gedetailleerd te
beschrijven. Het gebruik van de referentieapparatuur binnen de kalibratiemethode
dient eveneens beschreven te worden in de procedure.” Zoals we kunnen
vaststellen moet bij kalibratie de nadruk liggen op de kwaliteit van het
eindproduct en niet enkel op de kwaliteit van de meting zelf. Geert Van
denberghe: “Daarom is het belangrijk om de metrologische specificaties van de
kritische componenten van de productie-eenheid te bepalen in functie van de
toegelaten toleranties van het eindproduct. Bijgevolg is het aan te raden om een
team samen te stellen dewelke een evaluatie doorvoert van de kritiekheid van de
meetinstrumenten en hun noodzakelijke metrologische specificaties, om aldus te
komen tot een aangepast kalibratieplan. Algemeen kan men stellen dat de return
on investment (ROI) van zo een project kleiner is dan twee jaar. Recente
realisaties hebben echter aangetoond dat een onmiddellijke besparing mogelijk is
indien de meetinstrumenten regelmatig en correct worden opgevolgd en
gekalibreerd. De resultaten van de kalibraties hebben aangetoond dat bij sommige
bedrijven een belangrijke hoeveelheid aan grondstoffen verloren ging door een
gebrek aan een degelijk kalibratieplan.”
Live data met W@M
De W@M of Web Enabled Asset Management is een nieuwe service van Endress+Hauser.
Hierbij krijgt de klant via het Internet toegang tot een portaal waarin hij op
basis van het serienummer van zijn instrumenten, alle gegevens en documenten
eenvoudig kan terugvinden, raadplegen en downloaden. Geert Van denberghe: “De
informatie wordt specifiek ter beschikking gesteld voor de software- en
hardwareversie van het instrument dat de klant werkelijk in gebruik heeft. De
juiste handleiding, de software updates en drivers, de wisselstukkenlijst, de
kalibratiecertificaten, de productstatus, de servicerapporten, enz., zijn
permanent ter beschikking van de klant en wat belangrijker is deze worden
up-to-date gehouden. Ook niet Endress+Hauser instrumenten kunnen mee in de
databank opgenomen worden, maar dan is de gebruiker wel afhankelijk van de
gegevens die hij zelf in het systeem invoert.” De Installed Base Assistant is
een open tool die het dus mogelijk maakt om alle instrumenten in een fabriek
overzichtelijk te documenteren. Door gebruik te maken van verschillende
zoekfuncties is men in staat om te zoeken en te analyseren op verschillende
niveau’s zoals locatie, applicatie, loop en instrument. Op een eenvoudige wijze
en met behulp van ‘dynamische links’ kan de informatie ook vanuit een bestaande
omgeving opgeroepen worden. En Geert Van denberghe besluit: “Deze service komt
tegemoet aan het feit dat men in bestaande installaties na verloop van tijd vaak
geen overzicht meer heeft van de instrumenten die er opgesteld staan. Een
dergelijke situatie kan grote risico’s met zich meebrengen aangezien de
gebruiker dan ook niet weet in welke toestand deze apparatuur zich bevindt, wat
de kans op falen is, en vooral wat er gedaan kan of moet worden als zich een
storing voordoet. Nu kan de klant/gebruiker, indien hij wenst, alle
geïnstalleerde instrumenten laten inventariseren en analyseren. Daarbij wordt
nagegaan hoe kritisch de apparatuur ingrijpt in het productieproces, wat de
servicemogelijkheden zijn van de apparatuur (beschikbaarheid van wisselstukken,
herstel- en vervangingsmogelijkheden, enz), of er een standaardisering mogelijk
is en welke migraties aangewezen zijn om de installatie optimaal en betrouwbaar
te houden. Op deze manier komt men tot een lijst van kritische apparatuur die
bij een storing nefaste gevolgen kan hebben voor de productie en/of waarvan men
ziet dat een probleem niet meteen kan verholpen worden. De inventaris van de
instrumenten, die opgenomen wordt met alle relevante informatie, is van
onschatbare waarde.” << Hubert Lahaut
Instrumentation et maintenance
Un métier
à part
Inspecter, calibrer et entretenir du matériel de mesure de haute technologie,
peut paraître simple. Or, ça ne l’est pas du tout. Et ce n’est certainement pas
à la portée du premier venu. C’est un travail de spécialistes car les
spécifications métrologiques d’un instrument de mesure, installé sur un
processus de fabrication, réclament une évaluation préalable des risques liés
notamment aux conditions de travail - avec les conséquences qui s’ensuivent sur
la qualité du produit fini-, aux outils de mesure utilisés…
«Les performances d’un in-strument de mesure de terrain et sa capacité à
travailler de manière correcte et reproductible, par exemple dans un processus,
sont cruciales et étroitement liées au contrôle de qualité et au rendement d’une
unité de production. Voilà pourquoi il est nécessaire de contrôler régulièrement
ces instruments, de les fixer, de les calibrer et/ou de les inspecter et
ensuite, de les ajuster dans un environnement de qualité contrôlée» explique
Geert Van denberghe, Service & Quality Manager chez Endress+Hauser.
Mesurer avec une certitude absolue
Les sociétés introduisent de plus en plus des normes de qualité. Cela implique
la définition de directives relatives à la maintenance et au contrôle régulier
de l’équipement de mesure, afin d’augmenter la qualité des résultats de mesure.
Pour les contrôles effectifs de matières premières, produits semi-finis et
produits finis par exemple, il faut un matériel de mesure calibré. Seul ce
matériel permet de savoir avec certitude que les mesures ont été réalisées dans
les tolérances souhaitées ou exigées. «Calibrer, c’est constater dans quelle
mesure un outil de mesure s’écarte d’un certain standard. Cela permet de définir
la fiabilité des données de mesure. Nous remarquons que dans bon nombre de
sociétés, les instruments sont surcalibrés. Cela représente non seulement une
perte de temps et d’argent mais augmente aussi le risque d’erreurs et
d’endommagements. En tant que constructeur d’instrumentation industrielle, nous
avons plus de 50 ans d’expérience et, à l’instar de la maintenance et de
l’inspection périodiques, nous effectuons aussi des calibrages sur des
instruments d’autres fournisseurs. La pratique nous montre que, pour des raisons
très diverses, les clients utilisent conjointement du matériel provenant de
plusieurs fournisseurs. Dans un tel cas, il est souvent intéressant pour le
client de ne disposer que d’un seul interlocuteur qui assume la responsabilité
de toute l’instrumentation. La définition de l’écart maximal autorisé et de la
plage de mesure calibrée dépend de facteurs tels que la grandeur de la plage de
mesure de l’instrument ou la valeur de mesure de l’instrument, l’imprécision de
mesure indiquée par le constructeur et les conditions posées par la qualité du
produit fini. En temps normal, un instrument est toujours calibré sur toute sa
plage de mesure, afin de tomber dans les spécifications du constructeur.
Lorsqu’un instrument est réellement utilisé pour la mesure ou la régulation d’un
processus dans une plus petite plage, il est recommandé de calibrer l’instrument
également pour cette plage. En utilisant la méthode de réduction de la plage
calibrée, vous pouvez gagner du temps sur le calibrage si celui-ci avait été
effectué précédemment sur toute la plage de mesure» poursuit Geert Van
denberghe.
Intervalles de calibrage et procédures
Dans les activités de calibrage, la définition des intervalles de calibrage
exacts n’est pas une tâche toujours aisée. Souvent, des questions relatives aux
intervalles requis pour le (re)calibrage des instruments de mesure et de
contrôle sont posées. Il est impossible de donner une réponse univoque, car le
calibrage est toujours un instantané de la situation et dépend de différents
facteurs tels que la grandeur de mesure, l’écart autorisé (tolérance),
l’application des instruments de mesure et de contrôle, la stabilité de
l’instrument, la précision de mesure nécessaire, les exigences de qualité, les
facteurs environnementaux… «Tout cela signifie que le temps entre deux
calibrages dépend de l’utilisateur et de l’application. L’intervalle doit être
défini et fixé individuellement. Avec les nouveaux instruments de mesure, il est
possible de démarrer selon les prescriptions du constructeur. L’intervalle du
prochain calibrage peut alors être progressivement prolongé ou raccourci sur la
base des données de calibrage. L’utilisateur doit déterminer s’il est nécessaire
de recalibrer périodiquement les instruments et/ou si un contrôle régulier des
instruments non critiques dans le cadre d’une maintenance préventive suffit. La
recommandation générale veut que toutes les machines et tous les outils mis en
œuvre dans un processus de production soient testés après un intervalle bien
défini» ajoute encore Geert Van denberghe. À première vue, le test et le
calibrage sont souvent considérés uniquement comme une charge ou un facteur de
coûts (inutile). Cet avis change généralement de manière radicale lorsque le
producteur doit défendre ses produits. En comparaison à d’éventuelles menaces de
dommages et intérêts, les coûts d’un contrôle et calibrage rigoureux sont plutôt
marginaux et l’investissement est, par conséquent, certainement très rentable.
Cela veut dire que les sociétés qui souhaitent rester compétitives sur le marché
et être sûres de la satisfaction de leurs clients, doivent appliquer un contrôle
très qualitatif des outils et un calibrage de leurs instruments de mesure. «Tous
les calibrages, inspections et contrôles sur sites doivent être réalisés selon
des procédures écrites, à savoir celles du constructeur ou des procédures
internes approuvées. En fonction de la compétence des personnes effectuant le
calibrage, il sera nécessaire de décrire la méthode de calibrage de manière plus
ou moins détaillée dans les procédures. L’utilisation de matériel de référence
dans la méthode de calibrage doit également être décrite dans la procédure.»
Comme nous pouvons le constater, le calibrage doit mettre l’accent sur la
qualité du produit fini et pas seulement sur la qualité de la mesure. Et
d’embrayer: «C’est pour cette raison qu’il est important de définir les
spécifications métrologiques des composants critiques de l’unité de production
en fonction des tolérances autorisées pour le produit fini. Il est donc
conseillé de composer une équipe qui effectue une évaluation de la criticité des
instruments de mesure et de leurs spécifications métrologiques nécessaires pour
arriver ainsi à un plan de calibrage adéquat. Nous pouvons dire, de manière
générale, que le retour sur investissement d’un tel projet est inférieur à deux
ans. Des réalisations récentes ont toutefois montré la possibilité d’une
économie immédiate si les instruments de mesure sont suivis et calibrés
régulièrement et correctement. Les résultats des calibrages ont mis en exergue
dans certaines sociétés la perte d’une quantité importante de matières premières
par manque d’un bon plan de calibrage.»
Données en direct avec W@M
La W@M ou Web Enabled Asset Management est un nouveau service d’Endress+Hauser.
Le client accède via Internet à un portail où il peut retrouver, consulter et
télécharger aisément toutes les données et tous les documents sur la base du
numéro de série de ses instruments. «Les informations sont spécifiques à la
version logicielle et matérielle de l’instrument que le client utilise
réellement. Le bon manuel, les mises à jour et les pilotes logiciels, la liste
des pièces de rechange, les certificats de calibrage, l’état du produit, les
rapports de service… sont continuellement à la disposition du client. Et plus
important encore, toutes ces informations sont actualisées. Même les instruments
d’un autre constructeur peuvent être repris dans la base de données. Cependant,
dans ce cas, l’utilisateur dépend des données qu’il introduit lui-même dans le
système.» L’Installed Base Assistant est un outil ouvert qui permet donc de
documenter de manière synoptique tous les instruments d’une usine. A l’aide de
différentes fonctions de recherche, l’utilisateur peut effectuer des recherches
et des analyses à différents niveaux comme l’emplacement, l’application, la
boucle et l’instrument. Les informations peuvent également être consultées à
partir d’un environnement existant à l’aide de ‘liens dynamiques’. Et de
conclure: «Ce service pallie le problème fréquent de perte de vue après quelque
temps des instruments qui se trouvent dans les installations. Une telle
situation peut engendrer de gros risques puisque l’utilisateur ne connaît pas
l’état dans lequel se trouvent ces appareils, leur risque d’échec et surtout la
mesure à prendre en cas de panne. Désormais, le client/l’utilisateur peut, s’il
le souhaite, faire inventorier et analyser tous les instruments installés. Nous
vérifions alors l’aspect critique de l’équipement par rapport au processus de
production, les possibilités de service de l’équipement (disponibilité des
pièces de rechange, possibilités de réparation et de remplacement), la
possibilité de standardisation et les migrations indiquées pour garantir le
fonctionnement optimal et fiable de l’installation. Nous obtenons ainsi une
liste de l’équipement critique dont la panne peut avoir des conséquences
néfastes sur la production et/ou pour lequel un problème ne peut être résolu
rapidement. L’inventaire des instruments, accompagné de toutes les informations
pertinentes, est d’une valeur inestimable.» <<
Hubert Lahaut
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